Численные модели балок с композитным армированием наклонных сечений

Abstract

Изложены результаты комплексных численных и экспериментальных исследований работы наклонных сечений железобетонных балок с композитным поперечным армированием. Предложена методика конечно-элементных расчетов балок в ПК Abaqus FEA, учитывающая фактические физико-механические свойства материалов, в т.ч. нелинейное поведение бетона, характеризуемое моделью пластического деформирования с накоплением повреждений CDP. Сопоставлением расчетных данных с результатами испытаний авторов и других исследователей подтверждена высокая точность разработанных численных моделей для балок как со стальной, так и с композитной поперечной арматурой: вычисленные величины прогибов и несущей способности балок хорошо согласуются с опытными. В моделях для случаев разрушения балок вследствие разрыва хомутов учитывали ортотропность композитной арматуры и фактические траектории наклонных трещин. Установлено, что из-за неравномерного распределения нормальных напряжений, вызванного локальным изгибом в зоне пересечения с наклонными трещинами, прочность композитных стержней может снижаться до 80 % от их сопротивления при осевом растяжении. Разработанная методика моделирования позволяет достоверно оценивать несущую способность и деформативность балок со стальным и композитным поперечным армированием и может быть рекомендована для практического применения при расчетах балок на поперечную силу.